我国“原眼一号”智能电镜权威测评：从人工到AI自主运行的技术飞跃

2026-05-25阅读 0热度 0

科学探索的边界正加速向原子尺度推进。近期，中国科研团队的一项突破为这场微观世界的深入探索注入了智能动力。

中国科学院大连化学物理研究所与沈阳自动化研究所联合研制的全球首台智能透射电子显微镜“原眼一号”正式问世。其核心突破在于首次实现了从样品传递、成像参数调节到数据解析的全流程自主运行，标志着微观结构研究迈入了智能化新阶段。

百年工具的智能化突围

透射电子显微镜作为观测物质内部结构的核心工具，近百年来支撑着材料科学、能源催化及生物医学等前沿领域的发展。然而，其操作长期依赖人工：研究人员需手动放置样品、反复调整成像参数、并在海量图像中进行人工识别与分析。这一过程不仅效率受限，且易引入主观偏差，难以高效获取可统计的定量数据。

如何让这台精密仪器具备自主“思考”与“执行”能力？这正是“原眼一号”所要解决的根本问题。

实现透射电镜的智能化远非简单的自动化改造。研究团队首先构建了通用的“全自主感知—解析—操控”智能算法体系。在此基础上，成功攻克了五大核心技术：

一是高真空环境下的具身智能样品传递技术，实现了机械臂在极端条件下的精准操作；二是电子光学成像系统的自主调节，使设备能自动优化成像条件；三是纳米级样品的智能定位与导航；四是图像数据的实时自主采集与解析；五是实现各子系统协同运行的全状态感知与调度技术。

这些技术的集成，使“原眼一号”能独立完成“样品传递-图像拍摄-数据解析”的全套工作流程，将研究人员从重复性操作中彻底解放。

智能化的价值最终体现在科研生产力的实质性提升上。“原眼一号”在典型应用场景中展现了显著优势。

以催化剂材料的微观结构分析为例。传统模式下，一名熟练研究员每日处理样本数量有限。而“原眼一号”单日即可分析200个样品，自动采集超5000张高分辨率图像，并从中定量解析出约50万个颗粒的尺寸、形貌及晶体结构信息。

设备可自动生成包含颗粒分布、分散度及结构参数的专业分析报告。实测数据显示，其图像获取速度较人工操作提升约56倍，整体分析效率达到人工模式的300倍。这意味着，“原眼一号”连续运行两周所完成的数据量，约等同于传统透射电镜配合人工操作一年的工作量。

“原眼一号”的诞生标志着透射电子显微镜从“完全人工操作”正式进入“AI全流程自主运行”的新时代。这不仅是单一仪器的技术升级，更为高端科研仪器的智能化发展提供了可复制的技术范本。

展望未来，此类智能研究工具有望在能源催化、先进材料、生命科学等领域持续产出大规模、标准化、高质量的结构数据。这些海量、精准的数据将成为训练专业科学人工智能模型的关键燃料，加速“人工智能驱动科学研究”范式的成熟与应用。人类对微观世界的探索，将因此变得更加系统、精准与高效。